Question

2．小明到常州灯泡厂参观，看到车间正在生产标有“4.5V 2.8W”字样的灯泡，技术员告诉小明，实际生产出的灯泡在4.5V额定电压下工作时，电功率不会都恰好是2.8W，只要在2.8W±0.2W的范围内，就是合格产品．技术员随机抽取一只灯泡，请小明检测是否合格．
（1）实验器材如图甲所示，电源电压为6V左右，应选用滑动变阻器的规格为C
A.10Ω 0.3A　B.20Ω 0.5A　C.10Ω 1A　D.50Ω 0.5A
（2）请以笔画线代替导线，在图甲中完成电路连接．要求：滑动变阻器的滑片P向A端移动时灯泡变亮．
（3）开关S闭合前，滑片P应移至B（A/B）端．
（4）实际连接电路时，小明把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关S后会造成D
A．电流表烧坏　B．电压表烧坏　C．灯泡烧坏　D．灯泡不亮
（5）排除故障后，移动滑片P，灯泡由暗变亮，此过程中小明记录了三组电压表、电流表示数；请根据图乙所示，将第③组的示数填入表格．

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
①	1.5	0.3
②	3.0	0.5
③	4.5	0.6

（6）灯泡在4.5V电压下，电功率是2.7W．

Answer 1

分析 （1）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；
（2）根据小灯泡正常发光时两端的电压和电路中的电流确定电压表和电流表的量程，向A端移动滑动变阻器的滑片P，小灯泡变亮，即滑动变阻器将A接线柱接入了电路；
（3）开关闭合前，接入电路的阻值应该最大，起保护电路的作用；
（4）电压表的电阻很大，故把电流表与电压表的位置交换连接后，电路中的电流很小；
（5）确定电压表和电流表选择的量程和分度值，读出电压表和电流表的示数；
（6）根据P=UI计算出小灯泡的电功率；根据标准判断是否合格；

解答 解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器电压U_滑=U-U_L=6V-4.5V=1.5V，
由P=UI得，电路中的电流：I=$\frac{P}{{U}_{L}}$=$\frac{2.8W}{4.5V}$≈0.62A，
由I=$\frac{U}{R}$得，此时滑动变阻器接入电路的阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.62A}$≈2.4Ω，
所以滑动变阻器应选取最小阻值为2.4Ω，允许通过的最大电流为0.62A，故选C．
（2）灯泡与滑动变阻器串联，滑片向A端移动，小灯泡变亮，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，选择A接线柱接入电路；电流表串联接入电路，选择0～3A量程；并将电压表并联在灯泡两端，选择0～15V量程；如下图所示：

（3）为了保护电路，开关闭合前，滑片应该在阻值最大处，故将滑片移到B端；
（4）电压表的电阻很大，故把电流表与电压表的位置交换连接后，电路中的电流很小；
（5）图中所示电压表选择0～15V量程，分度值为0.5V，示数是4.5V；电流表选择0～3A量程，分度值为0.1A，示数是0.6A；填表如下：

序号	电压表示数U/V	电流表示数I/A
①	1.5	0.3
②	3.0	0.5
③	4.5	0.6

（6）小灯泡的电功率为P=UI=4.5V×0.6A=2.7W，2.8W-2.7W=0.1W，所以符合标准，是合格产品；
（7）温度影响导体电阻阻值的大小，对大多数导体来说，温度越高，电阻越大．
故答案为：
（1）C；（2）见上图；（3）B；（4）D；（5）4.5；0.6；（6）2.7．

点评 本题考查电功率的测量，考查了实物图的连接、滑动变阻器的选择、电功率的计算等，知识点较多，属于中档题．